Pasivne kuće s energetskom bilancom u energetsku učinkovitost

Doduše energija može napustiti određeno područje u kojem je do tada korištena za postizanje određenog cilja ili zadatka i prijeći na neko drugo mjesto. Ovo napuštanje nazivamo ”energetskim gubicima”, iako je u stvari energija samo s jednog mjesta prešla na neko drugo.

Već nam uvodne riječi iz ovog teksta govore da je energetsku bilancu moguće utvrditi samo za definirano prostorno područje s točno određenim granicama. Krajnje granice ovog područja nazivamo omotačem energetske bilance (bilančni omotač).

U slučaju da se radi o grijanju ili klimatizaciji onda bismo područje mogli nazvati grijanim ili klimatiziranim prostorom. Točnije: ono obuhvaća sve one prostorije objekta koje moraju zadovoljiti određene termičke uvjete odnosno zadržati određen termičke vrijednosti. Uglavnom je dobro u energetsku bilancu uključiti i ”pasivno grijane” prostorije. Općenito prostor u kojem se mjeri energetska bilanca (bilančni prostor) promatra se iz čisto pragmatične točke gledišta

Zadatak sustava grijanja ili klimatizacijskog sustava je zadržavanje konstantne temperature unutar promatranog prostora (objekta).

Promotrimo sad jedno strujanje topline koja izlazi kroz omotač iz područja koje predmet energetske bilance, na primjer topli zrak koji bježi kroz prozore. Ovakav toplinski gubitak najprije će smanjiti unutarnju količinu energije unutar bilančnog područja; to bi značilo da će temperatura u objektu pasti.

No upravo je to potrebno izbjeći želimo li postići ugođaj i stambeni komfor. U ovom slučaju preostalo bi nam samo da ”pobjeglu” toplinu nekako nadoknadimo. Potrebno je pokrenuti toplinsku struju izvana prema unutrašnjosti kako bi se zadržala željena temperatura.

Ovdje želimo napomenuti vrlo važnu stvar: potreba za dovodom topline javlja se samo kao posljedica nastalih toplinskih gubitaka. No kako je energija konstantna veličina kuća ostaje toplom sama od sebe – i to tako dugo dok se topline ne počne gubiti kroz omotač. Mehanizmi preko kojih sustavi s većom toplinskom energijom iz sebe prenose istu tu toplinu na hladniju okolinu vrlo su učinkoviti.

Kod zagrijavanja nekog prostora u objektu nerijetko se pojavljuju i sretne okolnosti – toplinsku energiju ponekad dobijemo iz slobodne okoline, na primjer kad kroz prozorske otvore obasja sunčeva energija (takozvana pasivna energija) i toplina koja posredno preko električne energije dospijeva u unutrašnjost kroz takozvane ”unutarnje izvore topline” (električni uređaji); no tijekom hladnih zimskih mjeseci pozitivno se na energetsku bilancu odražava i toplina osoba koje u objektu borave. Bilančni omotač zadržava toplinu u unutrašnjosti čim bilo tko stupi u unutra.

Na vrlo pojednostavljen način energetsku je bilancu u nekom objektu lako predstaviti a ona glasi:

”Zbroj toplinskih gubitaka jednak je zbroju toplinskih dobitaka.”

Budući da je toplinske gubitke vrlo jednostavno i relativno lako izračunati (oni ponajprije zavise od kvalitete izolacijskog materijala) i budući da se dosta precizno može odrediti količina energije koju emitiraju unutarnji izvori i kao i količina solarne energije, onda nam preostaje na dobivenu bazu energetske bilance dodati samo još onu količinu koja nedostaje (dovod topline).

No ostaje jedan mali problem – potrebno je točno ili barem točnije izračunati količinu sunčeve toplotne energije koju kao ”višak” nije moguće iskoristiti. No i u ovom slučaju postoji provjerena formula, na primjer u okviru europske norme EN 832. Uz ove spoznaje jednostavno je shvatiti na kojem principu funkcionira koncept pasivne kuće.

Na slici broj 6 može se vidjeti i detaljna ilustracija. Koncept ”pasivne kuće” temelji se ponajprije na što je moguće većoj redukciji toplinskih gubitaka. Nakon što reduciramo toplinske gubitke onda će slobodni toplinski dobici biti gotovo u cijelosti dovoljni kako bismo u domu postigli željenu temperaturu – to se prije svega misli na dobru toplinsku izolaciju, kvalitetne prozorske otvore predviđene za ugradnju na pasivnoj kući i visoko-učinkovitu iskorištenost postojeće topline (povratna toplina, odnosno prijenos topline sa potrošenog i toplog zraka na svježi koji tek struji u kuću). Korak po korak energetsku je bilancu moguće dobro poboljšati i tako korak po korak postići standard pasivne kuće.

Toplinska zaštita pasivne kuće

Svaka pasivna kuća mora posjedovati izuzetno dobru toplinsku izolaciju. Omotač kuće sačinjen u prvom redu od zidova mora dijeliti i na pravi način štititi unutarnju klimu od vanjskog prostora. U gradnji pasivnih kuća mogući su svi načini gradnje i u praksi su već i primjenjivani: kuća s masivnim zidovima, od drveta ili montažnih elemenata, izvedena pomoću tehničkih oplata, čelične konstrukcije i kombinacije, a moguća je i kombinacija svega navedenog.

Najvažnije je da je kod svake pasivne kuće oko cijelog vanjskog omotača bez ijednog prekida kvalitetno postavljen izolacijski materijal (žuta boja na slici) koji će kuću ”ogrnuti” poput kaputa i spriječiti nastajanje toplinskih mostova.

Budući da većina toplinskih izolacijskih materijala propušta zrak, onda je pored toplinske izolacije na pasivnoj kući potrebno postaviti izolacijski materijal koji ne propušta zrak – na slici je on označen crvenom bojom. Na ovaj način izbjeći će se postojanje toplinskih mostova (postoji već razrađena metoda planiranja ”konstrukcija bez postojanja toplinskih mostova”.

Prva pasivna kuća u Hrvatskoj

Gradnja pasivne kuće: prof. LJubomir Miščević SUN-ARH d.o.o.